缓存速度慢了怎么回事

在这里，让我们简单回顾一下之前多次提到的闪存芯片的种类，即SLC、MLC、TLC、QLC等等。它们可以存储不同容量的数据，事实上，它们以不同的方式区分充电容量。如果你想存储更多的数据，你必须更仔细地区分存储电荷的数量(图1)，显示更多的“水平”状态。电荷存储的控制肯定更复杂，导致存储速度更慢。

然而，在主流闪存芯片从SLC发展到TLC的同时，SSD的速度却越来越快。为什么？除了技术进步提高了闪存芯片的运行速度和主控芯片的处理速度，最重要的一点就是使用了cache。在SSD上运行的时候，尤其是写文件的时候，我们经常会发现它的速度有点奇怪，可能会突然从高速降到低速，这就是所谓的SSD“降速”问题。主要原因是SSD的缓存容量耗尽，从而“暴露”了闪存芯片的实际写入速度，一般称为“出缓存速度”。本来这是一个比较正常的情况，但往往因为厂商刻意淡化甚至隐瞒，甚至偷偷改变配置所带来的变化，而成为购买和使用中的一个“大坑”。在SSD中复制数据时，大量的数据实际上是先存储在缓存中，然后逐渐转移到闪存芯片中。而当缓存满了之后，数据存储效率下降，甚至有可能直接写入速度相对较低的闪存芯片，存储速度会下降(图2)，这就是前面提到的闪存芯片实际存储速度“暴露”的时候。

所谓缓存，就是很多高端固态硬盘中的大容量DDR缓存芯片，但实际上是内存芯片(图3)。其大小一般是固态硬盘总容量的1/1000，如500GB固态硬盘配512MB缓存，1TBSSD配1GB缓存。它们的读写速度远高于闪存芯片，而且由于它们是独立的芯片，如果设计得当，它们可以缓冲新数据并将旧数据平滑地发送到闪存芯片，从而提供远超自身容量的高速流畅的数据写入，其中一些甚至可以实现SSD全容量写入而不降速(图4)。

目前，在的入门级和主流固态硬盘中经常使用其他的“片内”缓存，即留出一部分闪存芯片(目前一般为TLC或QLC闪存)只记录高低电荷状态，实际用作SLC(见图1)。这样牺牲了一部分数据容量，却可以换来更快的写入速度，作为整个SSD的写缓存。与独立的缓存芯片不同，这些位于同一芯片上的SLC“缓存”很难同时缓冲数据和将数据写入“主容量”。而是数据用完了，就没了。一旦写入的数据量超过缓存容量，就只能以TLC的实际速度写入。如果主容量速度太低，写入速度会“断崖式”下降(图5)。

这种设计还有一个很明显的问题，就是当SSD的容量用得更多的时候，SLC缓存就要被压缩，释放出更多的空空间(图6)。此时，再次写入数据时，缓存外的速度更有可能会降低。

当然，从成本和大多数实际情况来看，片上缓存其实是很实用的。毕竟很多时候，我们不会连续写几十GB的数据。不过目前有些产品可能会偷偷改变闪存芯片的选材(图7)。如果是同样的芯片缓存设计，换成性能更差的闪存芯片后，“缓存”的性能和超出缓存的闪存的存储速度都会受到影响，当然对整体速度的影响会更明显。

由于厂商在更换闪存时很少公开说明，所以除了尽量选择带独立缓存的型号外，在选购不带独立缓存的入门级和中速固态硬盘(主要是M.2SSD)时，一定要先搜索相关报道。如果有，一定要确认有这个问题的SSD的产品编号是否有变化，并与购买时的销售确认编号和性能。购买后应立即使用HDTune的“文件基准”测试，将文件长度设置为50GB以上进行写入速度测试(图8)。如果出现掉速过快，或者掉速后速度过低的情况，可以尽快申请退货。